[讨论] 直接甲醇燃料电池的工作原理是什么

直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ，直接甲醇燃料电池 (DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池 (DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。

所谓直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而不需要预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜在阴极与氧反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。

碱性条件

总反应式：2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O

正极：3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–

负极：2CH4O - 12e– + 12OH~ → 2CO2 + 10H2O

酸性条件

总反应同上

正极：3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O

负极：2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2

直接甲醇燃料电池的期望工作温度为120℃以下，比标准的质子交换膜燃料电池温度略高，其效率大约是40%左右。

其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。不过，这种增加的成本可以因方便地使用液体燃料和勿需进行重整便能工作而相形见绌。直接甲醇燃料电池使用的技术仍处于其发展的早期，但已成功地显示出可以用作移动电话和膝上型电脑的电源，将来还具有为指定的终端用户使用的潜力。